压电振动元件及其制造方法和应用技术

本发明专利技术的目的在于提供一种可抑制频率调整时的电极尺寸的缩小，同时耐候性及耐热性优异的可靠性高的压电振动元件和使用该压电振动元件的压电设备，以及上述压电振动元件的制造方法和使用该压电振动元件的压电设备的制造方法。晶体振动元件2在晶体振动板的正反主面上形成有激励电极23a、23b。上述激励电极由三元系合金构成，该三元系合金以银为主成分，并且作为添加剂含有第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂是溅射率比银低且相对于蚀刻液难以腐蚀的金属元素，第二添加剂是与银形成固溶体的元素，激励电极的外周部成为富含第一添加剂的富含第一添加剂区域9。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压电振动元件和使用该压电振动元件的压电设备，以及上述压电振动元件的制造方法和使用该压电振动元件的压电设备的制造方法。
技术介绍
晶体谐振器等的压电设备在移动通信装置等各种领域中被广泛地使用。例如，如图21所示，传统的表面安装型的晶体谐振器的主要构成部件包括：在晶体振动板上附加有激励电极11a(反面侧为11b)等电极的晶体振动元件10、具备容纳水晶振动元件10的凹部8的容器3和通过与容器3接合来气密地密封凹部8的盖(图示省略)。晶体振动元件10为板状，其一端侧通过导电性粘合剂6、6与在凹部8的内部设置的电极垫5、5呈悬臂梁地接合。这样构成的晶体谐振器例如在专利文献1～2中公开。例如在使用振荡频率与厚度成反比的AT切割晶体振动板的情况下，通过向晶体振动板的正反主面附加激励电极及削减附加的激励电极的一部分来进行频率调整。首先，通过在AT切割晶体振动板的正反主面附加预定厚度的激励电极，使频率降低至比目标频率稍低的频率范围。该调整称为频率粗调整。然后，在“频率粗调整”之后，将晶体振动元件导电地接合在容器内，在该状态下例如用离子束照射激励电极的整个面。通过像这样向激励电极照射离子束，可减小激励电极的质量，使频率提高以接近目标频率。该调整称为频率微调整。现有技术文献专利文献1日本特开2000-332561号专利文献2日本特开2001-077652号
技术实现思路
专利技术要解决的问题<br>在上述频率微调整中，图22中箭头所示的离子束(IB)不仅照射激励电极的上表面，还照射激励电极的棱部和侧表面。由于与平坦的上表面部分相比激励电极的棱部和侧表面被削减的质量相对较多，因此频率的调整率(每单位时间的频率调整量)，与中央部分相比，激励电极的外周部分一侧更高。由此，激励电极的外形尺寸在微观上会比预期的尺寸小。若激励电极的外形尺寸比预期的尺寸小，则有时会改变晶体谐振器的参数等而无法得到预期的特性。另外，由于作为激励电极的材料银(Ag)比金(Au)廉价而被广泛使用，但是银表面容易被氧化且耐化学品性也不算良好，因此耐候性比金差。通常，为了降低制造压电设备时产生的热应力和应变，进行将压电设备暴露在高温下的热处理(退火处理)。此时，若激励电极仅由银构成(除基底层以外)，则有时在高温下银粒子会产生凝集以至电极剥离或断线，因此不能设定为太高的温度。另外，在从激励电极引出的引出电极等由于晶体振动板的小型化而接近地形成的情况下，若激励电极仅由银构成，则有可能会由于迁移(Migration)而发生绝缘不良。本专利技术鉴于上述问题而研制，目的在于提供一种可抑制频率调整时的电极尺寸的缩小，同时耐候性及耐热性优异的可靠性高的压电振动元件和使用该压电振动元件的压电设备，以及上述压电振动元件的制造方法和使用该压电振动元件的压电设备的制造方法。解决问题的手段为了达成上述目的，权利要求1所涉及的专利技术为一种压电振动元件，形成有用于驱动压电振动板的激励电极，上述激励电极由三元系合金构成，该三元系合金以银为主成分，并且作为添加剂含有第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂是溅射率比银低且相对于蚀刻液难以腐蚀的金属元素，第二添加剂是与银形成固溶体的元素，上述激励电极的外周部成为富含上述第一添加剂的状态。此处，富含第一添加剂的状态是指，与激励电极的外周部的更靠内侧的区域相比，激励电极的外周部一侧的每单位体积的第一添加剂的浓度更高的状态。根据上述专利技术，可抑制激励电极的外形尺寸的微观的缩小。这是由于上述激励电极的外周部成为富含第一添加剂的状态而导致的。由于上述第一添加剂是溅射率比银低的金属元素，因此例如在通过溅射来减小激励电极的质量而进行压电振动元件的频率调整时，与传统的激励电极的外周部(仅有银)相比，本专利技术的激励电极的外周部相对地难以被溅射。由此，可抑制激励电极的外形尺寸的缩小。再有，溅射率(溅射速率)是指，例如在用离子束进行溅射时，被溅射出的原子数除以照射的离子数而得到的比率。另外，通过使激励电极的外周部成为富含第一添加剂的状态，即使是微细的布线结构的情况下，第一添加剂也能发挥类似“屏障”的作用来抑制迁移。另外，根据上述专利技术，由于通过在银中添加相对于蚀刻液难以腐蚀的第一添加剂而使表面变得难以被氧化，因此可提高耐氧化性及耐化学品性。由此，例如在使用光刻技术将各种电极形成为预定形状的图案时，能够使金属蚀刻时位于抗蚀剂的下面的金属膜的侧面部分成为富含第一添加剂的状态，可抑制蚀刻(侧面蚀刻)过剩。这是因为，与使用纯银的情况相比，使用在银中添加有第一添加剂的合金能够相对地降低金属蚀刻时的溅射速率。由此，可有效率地进行包括激励电极的各种电极的图案形成。另外，根据上述专利技术，由于第二添加剂是与银形成固溶体的元素，因此第二添加剂的原子侵入银的晶格间隙而形成固溶体。其结果是，由于银原子的移动受阻，因此能防止由热历程导致的银粒子的凝集。由此，在上述退火处理工序中能设定为较高温度，可提高耐热性。另外，为了达成上述目的，在权利要求2所涉及的专利技术中，上述合金分别含有钯作为上述第一添加剂和铜作为上述第二添加剂。根据上述专利技术，由于通过含有钯作为上述第一添加剂而使表面变得难以被氧化，因此可提高耐氧化性及耐化学品性。由此，例如在使用光刻技术将各种电极形成为预定形状的图案时，由于在金属蚀刻时位于抗蚀剂的下面的金属膜的侧面部分成为富钯的状态，因此可抑制侧面蚀刻过剩。这是因为，钯自身为耐氧化性及耐化学品性等的耐候性优异的物质，在含有其的银合金中也能获得优异的耐候性。另外，钯是溅射率比银低的金属元素，同时在溅射靶形成中钯与银均匀地混合，因此适合在电极的外周部形成富钯的状态。进一步，通过含有铜作为上述第二添加剂，铜原子侵入银的晶格间隙形成间隙式固溶体。其结果是，由于银原子的移动受阻，因此能防止由热历程导致的银粒子的凝集。由此，可提高耐热性，防止电极的剥离或断线。另外，为了达成上述目的，权利要求3所涉及的专利技术为一种压电设备，该压电设备通过将根据权利要求1或权利要求2所述的压电振动元件容纳在容器内，并在该容器上接合盖，来气密地密封上述压电振动元件。根据上述专利技术，由于是将具有上述作用效果的压电振动元件气密地密封在容器内的压电设备，因此可获得具有良好特性的压电设备。另外，为了达成上述目的，权利要求4所涉及的专利技术为一种压电振动元件的制造方法，是形成有用于驱动压电振动板的激励电极的压电振动元件的制造方法，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电振动元件，形成有用于驱动压电振动板的激励电极，该压电振动元件的特征在于，所述激励电极由三元系合金构成，该三元系合金以银为主成分，并且作为添加剂含有第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂是溅射率比银低且相对于蚀刻液难以腐蚀的金属元素，第二添加剂是与银形成固溶体的元素，所述激励电极的外周部成为富含所述第一添加剂的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.22 JP 2013-218778;2014.07.29 JP 2014-154231.一种压电振动元件，形成有用于驱动压电振动板的激励电极，该压电振
动元件的特征在于，
所述激励电极由三元系合金构成，该三元系合金以银为主成分，并且作为添
加剂含有第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂是溅射率比银低且相对于蚀刻液
难以腐蚀的金属元素，第二添加剂是与银形成固溶体的元素，
所述激励电极的外周部成为富含所述第一添加剂的状态。
2.根据权利要求1所述的压电振动元件，其特征在于，
所述合金分别含有钯作为所述第一添加剂和铜作为所述第二添加剂。
3.一种压电设备，其特征在于，
通过将根据权利要求1或权利要求2所述的压电振动元件容纳在容器内，并
在该容器上接合盖来气密地密封所述压电振动元件。
4.一种压电振动元件的制造方法，是形成有用于驱动压电振动板的激励电
极的压电振动元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：幸田直树，
申请(专利权)人：株式会社大真空，
类型：发明
国别省市：日本;JP